WLS 040
WLS 032
10
WLS 024
2,0
12
8
1,6
1,2
6
0,8
4
0,4
2
0,0
0 0
10
20
30
U-Wert [W/m2K]
2,4
Wärmedurchlasswiderstand [m2 K/W]
U-Wert [W/m2K]
Wärmeschutz
0,4
WLS 040
Dicke der Luftschicht [mm]
0,2
0,1
0,0 10
15
C 1.22
Als Wärmebrücken sind örtlich begrenzte Bereiche von Bauteilen zu verstehen, an deren Innenoberfläche gegenüber den angrenzenden Bereichen ein erhöhter Wärmeabfluss und somit eine niedrigere Temperatur auftritt. Dadurch kann es zu erhöhten relativen Feuchten bis hin zu Tauwasserausfall kommen. Die relative Feuchte an der Oberfläche sollte einen Wert von 80 % nicht überschreiten, um das Risiko der Schimmelbildung zu verringern. Weitere Informationen zur Berechnung der Oberflächentemperatur zur Vermeidung von kritischen Oberflächenfeuchten geben DIN 4108-2 und DIN EN ISO 13 788. Prinzipiell kann zwischen dem Effekt der stofflichen und der geometrischen Wärmebrücke unterschieden werden. In der Praxis kommen beide meistens in Kombination vor. Eine stoffliche Wärmebrücke tritt auf, wenn die Wärmeleitfähigkeit aneinandergrenzender Materialien unterschiedlich ist, z. B. eine tragende Stütze innerhalb eines Gefachs (Abb. C 1.25). Geometrisch bedingte Wärmebrücken, z. B. eine Außenwandecke, haben im Bereich des Wärmeabflusses an der kalten Oberfläche einen größeren Flächenanteil als im entsprechenden Bereich des Wärmezuflusses an der warmen Oberfläche. Insgesamt ergibt sich ein stärkeres Abfließen der Energie in diesem Bereich (Abb. C 1.26).
WLS 024
0,3
Dämmstoffdicke [cm]
Wärmebrücken
WLS 032
20
25 30 Dämmstoffdicke [cm] C 1.23
Wärmebrückenberechnung Die Ermittlung von Wärmebrückenwirkungen erfolgt heute rechnerisch mithilfe mehrdimensionaler numerischer Verfahren. Diese Berechnungen liegen auch den Angaben in Wärmebrückenkatalogen zugrunde [7]. Hier werden meist die minimale raumseitige Oberflächentemperatur und der zum ungestörten Bereich zusätzlich auftretende Wärmestrom aufgeführt. Für die Stelle der minimalen Oberflächentemperatur wird ein Temperaturfaktor fRsi (dimensionslose Oberflächentemperatur) angegeben, aus dem bei der Annahme von beliebigen stationären Temperaturrandbedingungen (θi, θe) die Oberflächentemperaturwerte bestimmt werden können: fRsi =
θsi - θe θi - θe
horizontal
abwärts
0
0,00
0,00
0,00
5
0,11
0,11
0,11
7
0,13
0,13
0,13
10
0,15
0,15
0,15
15
0,16
0,17
0,17
25
0,16
0,18
0,19
50
0,16
0,18
0,21
100
0,16
0,18
0,22
300
0,16
0,18
0,23
Zwischenwerte können mittels linearer Interpolation ermittelt werden. C 1.24
linienförmig: ΦT,l = (U · A + Ψ · l) · (θi - θe ) [W] punktförmig: ΦT,p = (U · A + χ) · (θi - θe ) [W] ΦT,l ΦT,p U A Ψ l χ
[-] θ
Um Schimmelpilzbildung zu vermeiden, muss der Temperaturfaktor nach DIN 4108-2 einen Mindestwert von fRsi ≥ 0,7 einhalten. Dabei wird zwischen linien- und punktförmigen Wärmebrücken unterschieden. Bei linienförmigen Wärmebrücken wird der erhöhte Wärmeverlust gegenüber dem ungestörten Bereich durch einen auf die Länge bezogenen Wärmeverlustkoeffizient Ψ berücksichtigt, bei punktförmigen Wärmebrücken durch einen auf den Punkt bezogenen Wärmeverlustkoeffizient χ. Die Berechnung erfolgt auf Basis folgender Gleichungen:
Richtung des Wärmestroms aufwärts
Wärmestrom linienförmige Wärmebrücke [W] Wärmestrom punktförmige Wärmebrücke [W] Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils [W/m2K] Fläche des Bauteils [m2] längenbezogener Wärmebrückenverlustkoeffizient [W/mK] Länge der linearen Wärmebrücke [m] punktförmiger Wärmebrückenverlustkoeffizient [W/K] Oberflächentemperatur [°C]
DIN 4108-6 fordert die Wärmebrückenverlustkoeffizienten nach DIN EN ISO 10 211 zu bestimmen oder einem Wärmebrückenatlas zu entnehmen. Als linienförmige Wärmebrücken werden zweidimensionale Wärmestrom- und Temperaturfelder bezeichnet, beispielsweise an einer Außenwandecke über der Raumhöhe. Punktförmige Wärmebrücken mit dreidimensionalen Feldern entstehen z. B. an Raumecken oder Rohrdurchdringungen. Solche Wärmebrücken werden bei ihrer Betrachtung über die Ψ-Werte überschätzt, daraus ergeben sich negative
d1 d 0
C 1.25
56
C 1.26
C 1.27